технология консервирования зерен пшеницы альдегидом и

ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 654.782.03
Т.В. Рогожина, В.В. Рогожин
T.V. Rogozhina, V.V. Rogozhin
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ЗЕРЕН ПШЕНИЦЫ АЛЬДЕГИДОМ
И СПИРТОВО-КИСЛОТНЫМИ РАСТВОРАМИ
WHEAT KERNELS PRESERVATION TECHNIQUE BY ALDEHYDE
AND ALCOHOL-ACID SOLUTIONS
Свежесобранные зерна пшеницы содержат различные биологически активные вещества. Однако из-за высокой их влажности зерна являются привлекательными для бактерий и плесени.
Высокая влажность зерна и воздуха во время уборки приводят к
тому, что 60-80% зерна поступают на элеватор с высокой
влажностью. В период массовой уборки урожая не удается
полностью просушить все поступившее на элеватор зерно. Эту
проблему пытаются решить с помощью методов химического
консервирования влажного зерна. Целью наших исследований
было получение простого в употреблении, экономичного в эксплуатации консерванта зерен пшеницы, способного полностью
подавлять процессы гниения, с сохранением их биологической
ценности. В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи: 1) изучить действие различных количеств
ацетальдегида, этанола, уксусной кислоты и их двух- и трехкомпонентных растворов на сроки хранения зерен пшеницы;
2) определить природу и оптимальные количества консерванта,
обеспечивающие длительное хранение зерен пшеницы; 3) предложить технологическую схему использования ацетальдегида,
этанола, уксусной кислоты и их двух- и трехкомпонентных растворов для консервирования зерен пшеницы. Для консервирования зерен пшеницы предложено использовать ацетальдегид,
этанол, уксусную кислоту и их двух- и трехкомпонентные растворы, которые легко проникают в зерна пшеницы, обеспечивая
длительное сохранение зерна пшеницы влажностью от 13 до
31%. Раствор, в составе которого ацетальдегида 65, этанола 30
и уксусной кислоты 5%, можно считать оптимальной, так как
использование консерванта с таким составом компонентов,
позволило создать консервирующий эффект зерен с повышенной влажностью на срок более года. На основании выявленных
закономерностей действия ацетальдегида, этанола, уксусной
кислоты и их двух- и трехкомпонентных растворов нами предложена технологическая схема их использования для консервирования зерен пшеницы.
Freshly harvested wheat kernels reveal high content of
various biologically active substances and because of high
moisture content wheat kernels are a nutrient medium for
bacteria and mold fungi. At peak harvest time about 6080% of grain comes to elevator with high moisture content and it is not possible to dry all the grain. There are
the efforts solve that problem by chemical preservation of
wet grain. The research goal was to obtain an easy-touse, cost-effective preserving agent for wheat kernels
that could completely inhibit rotting while preserving kernel biological value. The following objectives were involved: 1) to study the effects of different amounts of
acetaldehyde, ethanol, acetic acid, and their two- and
three-component solutions on storage life of wheat kernels; 2) to find the preserving agent and its optimal
amount to ensure long-term storage of wheat kernels; and
3) to propose a process chart of using acetaldehyde,
ethanol, acetic acid and their two- and three-component
solutions for wheat grain preservation. It is proposed to
use acetaldehyde, ethanol, acetic acid and their two- or
three-component solutions which readily penetrate a kernel ensuring long-term preservation of wheat grain of 1331% moisture content. The solution comprised of acetaldehyde (65%), ethanol (30%) and acetic acid (5%) is
found to be optimal since it creates preserving effect of
grain with increased moisture for over one year. Based on
the revealed action of acetaldehyde, ethanol, acetic acid
and their two- and three-component solutions, a process
chart of their use for wheat grain preservation is proposed.
Ключевые слова: физиология растений, покой, зерна
пшеницы, консервирование, ацетальдегид, этанол, уксусная
кислота.
Keywords: plant physiology, dormancy, wheat kernels, preservation, acetaldehyde, ethanol, acetic acid.
104
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Рогожина Татьяна Васильевна, к.б.н., доцент, Якутский
филиал, Байкальский государственный университет экономики и права. Тел. 924-367-25-62. E-mail: [email protected].
Рогожин Василий Васильевич, д.б.н., проф., Якутская
государственная сельскохозяйственная академия. Тел.:
924-461-50-10. E-mail: [email protected].
Rogozhina Tatyana Vasilyevna, Cand. Bio. Sci., Assoc.
Prof., Yakutsk Branch, Baikal State University of Economics
and Law. Ph.: 924-367-25-62. E-mail: [email protected].
Rogozhin Vasiliy Vasilyevich, Dr. Bio. Sci., Prof., Yakutsk
State Agricultural Academy. Ph.: 924-461-50-10. E-mail:
[email protected].
Введение
Свежесобранные зерна пшеницы содержат различные биологически активные вещества [1]. Однако из-за высокой их влажности
зерна являются привлекательными для бактерий и плесени.
Плесневые грибы, развивающиеся на саморазогретых зерновках, продуцируют различные гидролитические ферменты, которые
гидролизуют крахмал эндосперма. Продукты
гидролиза являются питательным субстратом
для других микроорганизмов, ускоряя их
размножение. При этом возрастает выделение энергии, что способствует еще большему разогреву зерна [2].
Следует отметить, что в результате развития микрофлоры на зерновках пшеницы происходят изменения в его биохимическом составе зародыша и эндосперма, понижая питательную ценность зерна.
Кроме того, на качество зерна могут оказывать влияние неблагоприятные погодные
условия, нарушение сроков уборки урожая,
режимов обработки зерна и другие условия,
в результате действия которых образуется в
большом количестве дефектное зерно (морозобойное, промороженное, перегретое и
травмированное). Такое зерно под действием
микроорганизмов может приобретать различные посторонние запахи: амбарный, гнилостный, плесневый и затхлый. Этому способствует нарушение режимов хранения зерна [3].
Так, хранение свежеубранного зерна в
помещении без перемешивания и проветривания способствует протеканию в зерновках
анаэробных процессов, оказывающих вредное действие на зародыш. Зерно при этом
приобретает амбарный запах. Гнилостный
запах появляется в результате активизации
процессов распада, приводящих к полной
порче зерна. Появлению плесневому и затхлому запаху способствуют грибы рода Penicillium, которые активно размножаются на
влажном зерне. Если процесс развития грибов приостанавливать сушкой или активным
вентилированием, то плесневый запах переходит в затхлый. Последний передается муке
и изготавливаемым из нее продуктам.
Высокая влажность зерна и воздуха во
время уборки приводят к тому, что 60-80%
зерна поступают на элеватор с высокой
влажностью. В период массовой уборки
урожая не удается полностью просушить все
поступившее на элеватор зерно. Эту проблему пытаются решить с помощью методов
химического консервирования влажного зерна. Для этого используют различные органические соединения, преимущественно карбоновые кислоты (уксусная, пропионовая, масляная, молочная и др.) [2]. Химические методы консервирования позволяют обеспечивать сохранность больших объемов зерна,
собранного в период массовой уборки урожая, не используя дорогостоящие энергетические ресурсы. Малая токсичность и высокая летучесть органических соединений позволяют использовать их для консервации
зерна в относительно больших количествах
без опасения вызвать интоксикацию [4].
Понизить эти затраты можно за счет использования технологий химического консервирования зерен, которые обладают следующими преимуществами:
- увеличивают срок хранения зерен;
- обеспечивают длительное хранение зерен с высокой влажностью;
- действие консерванта подавляет рост и
развитие микроорганизмов и плесени;
- предотвращает развитие насекомых и их
развитие;
- консервант сохраняет естественный состав биогенных молекул и массу зерен;
- консервант может быть использован как
дополнительный питательный субстрат;
- обработанное консервантом зерно может длительно храниться, сохраняя питательные вещества независимо от влажности;
- в состав смеси консерванта можно вводить вещества, улучшающие процессы переваривания пищи;
- консервант может быть легко удален по
окончании хранения;
- низкая токсичность и биогенность консерванта;
- снижает расходы на просушивание зерен;
- низкая себестоимость технологии.
Целью исследований было получение простого в употреблении, экономичного в эксплуатации консерванта зерен пшеницы, способного полностью подавлять процессы гниения с сохранением их биологической ценности. В соответствии с поставленной целью
были
определены
следующие
задачи:
1) изучить действие различных количеств аце-
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
105
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
тальдегида, этанола, уксусной кислоты и их
двух- и трехкомпонентных растворов на сроки хранения зерен пшеницы; 2) определить
природу и оптимальные количества консерванта, обеспечивающие длительное хранение
зерен пшеницы; 3) предложить технологическую схему использования ацетальдегида,
этанола, уксусной кислоты и их двух- и трехкомпонентных растворов для консервирования зерен пшеницы.
Материалы и методы исследований
Исследования проводили на зернах пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Приленская
19, которые помещали в герметично закрывающиеся резервуары или целлофановые
мешки, куда путем распыления вносили ацетальдегид, этанол, уксусную кислоту и их
двух- и трехкомпонентные растворы. Зерна
пшеницы с высокой влажностью получали путем их замачивания в дистиллированной воде.
Контрольные и опытные образцы зерен хранили при 23оС. Повторность опыта 4-кратная.
Образцы анализировали в одно и то же время суток. Эффект консервирования оценивали в зависимости от времени появления плесени, изменения окраски и гниения зерен.
Количество белков и крахмала в зерновках
определяли по Ермакову [5]. Для прорастания зерна пшеницы вначале замачивали в дистиллированной воде в течение 24 ч, а затем
проращивали на фильтровальной бумаге в
чашках Петри при 23оС на свету в течение
7 сут., смачивая их дистиллированной водой
(10 мл на чашку Петри). Количество зерновок в одной чашке — 100 шт. Опыты проводили в трех биологических повторностях (по
3-4 аналитических в каждой). Образцы для
анализа отбирали в одно и то же время суток.
Взвешивание образцов проводили на лабораторных исследовательских весах фирмы
OHAUS (США), с точностью измерений
±0,1 мг. В работе использовали ацетальдегид и уксусную кислоту ос.ч., этанол очищали перегонкой. Статистическую обработку
данных проводили по Лакину [6].
Результаты и их обсуждение
Для консервации зерен пшеницы нами были использованы моно-, ди- и трикомпонентные растворы, в состав которых входили ацетальдегид, этанол и уксусная кислота, обладающие следующими физико-химическими
свойствами (табл. 1).
Этанол, ацетальдегид и уксусная кислота
относятся к основным метаболитам клеток и
при поступлении в организм животных в остаточных количествах вместе с кормом способны быстро утилизироваться, являясь дополнительными пищевыми субстратами и стабилизаторами уровня обмена гомеостаза ор106
ганизма животных. Накопление этанола и
ацетальдегида в миллимолярных концентрациях в семенах злаковых культур обеспечивает углубление покоя семян [5]. Уксусная
кислота в живых организмах может образовываться в результате реакций последовательного превращения этанола и ацетальдегида, которые катализируются при участии
алкоголь- и альдегиддегидрогеназ [9, 10].
Высокое содержание этих ферментов отмечается в зародышах зерновок злаковых культур.
Нами изучено консервирующее действие
этанола, ацетальдегида, уксусной кислоты и
их двух- и трехкомпонентных смесей на зерна пшеницы с влажностью 25% после
6 мес. хранения при 23оС (табл. 2).
Показано, что консервирующим действием обладают все три соединения. Однако
наиболее длительный консервирующий эффект проявлялся при использовании ацетальдегида, присутствие которого в двух- и трехкомпонентных смесях способствовало возрастанию продолжительности консервации
зерен пшеницы с высокой влажностью, обеспечивая высокую сохранность химического
состава зерновок. При этом наиболее высокие качественные показатели сохранности
зерен пшеницы наблюдались при использовании смеси, в составе которой были этанол,
ацетальдегид и уксусная кислота.
Для того, чтобы подобрать оптимальный
состав трехкомпонентной смеси, нами были
составлены растворы с различным количественным составом входящих в них компонентов (табл. 3). Как следует из таблицы 3, длительность консервации зерен зависела от
присутствия в составе ацетальдегида, с возрастанием количества которого в растворе
увеличивало и продолжительность консервации. Поэтому смесь, в составе которой ацетальдегида 65%, этанола 30 и уксусной кислоты 5%, можно считать оптимальной, так
как использование консерванта с таким составом компонентов позволило создать консервирующий эффект зерен повышенной
влажности на срок более года.
Действие тройной азеотропной смеси реализует свойства ацетальдегида, этанола и уксусной кислоты, которые способны быстро
заполнить окружающее пространство и легко
проникать в зерновки. Это объясняет выраженный консервирующий эффект ацетальдегида, который имеет самую низкую температуру кипения и при 23-25оС переходит в газообразное состояние. Кроме того, компоненты этой консервирующей смеси хорошо
растворимы в воде, и поэтому они способны
легко проникать в зерновки, ингибируя дыхательную активность митохондрий и биосинтетические процессы. В результате подавляются процессы прорастания зерновок.
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Таблица 1
Свойства некоторых консервантов [7, 8]
Консерванты
Ацетальдегид
Уксусная кислота
Этанол
Молекулярная
масса,
г/моль
44,0
60,0
46,0
Концентрация,
моль/л
31,64
17,48
17,15
Плотность при
20оС,
г/см3
0,783
1,049
0,789
Температура
плавления, оС
-121,0
+16,6
-114,5
Температура кипения, оС
20,8
118,1
75,3
Растворимость
в воде,
г/100мл
л.р.
∞
∞
ПДК,
мг/м3
5,0
5,0
1000,0
Таблица 2
Результаты консервации зерновок пшеницы с влажностью 25%, обработанных этанолом,
ацетальдегидом и уксусной кислотой и их смесями, после 6 месяцев хранения при 23оС
Консервирующий раствор, мас.%
Контроль до консервации
Контроль без консерванта
Ацетальдегид, 100
Этанол, 100
Уксусная кислота, 100
Этанол, 80
Уксусная кислота, 20
Ацетальдегид, 80
Этанол, 20
Ацетальдегид, 65
Этанол, 30
Уксусная кислота, 5
Внешние характеристики
Влажность 25%
Плесень, гниение
Структура хорошо сохранена, наблюдается потемнение окраски зерен
Частично плесень
Плесень, гниение
Частично плесень гниение
Белок, %
14-16
12-14
Крахмал, %
58-62
38-45
12-15
55-60
9-11
3-4
40-48
23-28
8-9
38-42
Структура хорошо сохранена, наблюдается потемнение окраски зерен
13-15
Зерна хорошо сохранены, без видимых нарушений структуры и окраски
13-15
53-58
56-61
Таблица 3
Использование трехкомпонентных смесей для консервации зерновок пшеницы
с влажностью 25%
Консервирующий раствор,
мас. %
Контроль без консерванта
Ацетальдегид, 15
Этанол, 80
Уксусная кислота, 5
Ацетальдегид, 35
Этанол, 60
Уксусная кислота, 5
Ацетальдегид, 45
Этанол, 50
Уксусная кислота, 5
Ацетальдегид, 65
Этанол, 30
Уксусная кислота, 5
Белок,
%
12-14
38-45
Срок хранения, сут.
5-7
12-15
40-45
122-155
Зерна сохранены, единичное
повреждение плесенью
12-14
45-48
186-213
Зерна сохранены, без видимых
нарушений
13-15
52-55
218-245
Зерна хорошо сохранены, без
видимых нарушений
13-15
56-61
Более года
Внешние характеристики
Плесень, гниение
Зерна сохранены,
плесень
Сильным бактерицидным действием обладает ацетальдегид, который способен модифицировать аминосодержащие соединения
(аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты
и др.). Поэтому использование в составе
смеси этанола, ацетальдегида и уксусной кислоты позволяет получить консервант биогенной природы, который проявляет длительный
эффект консервации.
В этой связи нами разработана технологическая схема консервирования зерен пшеницы одно- и многокомпонентными смесями
органических соединений (рис.). Консервацию зерен пшеницы проводят путем подачи в
герметично закрываемые емкости консерванта. Это обусловлено тем, что для консер-
частично
Крахмал, %
вирования зерен используются смеси легколетучих органических соединений. Хранение
консервированных зерен пшеницы можно
осуществлять при 23-25оС. В ходе исследования необходимо определять влажность зерен. Норма внесения консерванта зависит от
влажности зерна и длительности его хранения. Использование смесей органических соединений позволяет повысить температуру
кипения легко испаряемых веществ. Эффект
консервирования оценивают в зависимости от
времени появления плесени, изменения окраски и гниения зерен.
Технологический процесс консервирования
зерен включает предварительное определение
влажности зерна с помощью портативного
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
107
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
влагомера (1), а затем подачу зерен по шнековому транспортеру (2) в зерноприемник
(3). Одновременно с зерном в зерноприемник вносится консервант в распыленном виде с
помощью распыляющих форсунок (4). Консервант должен распыляться во внутреннюю
полость зерноприемника, равномерно распределяясь по поверхности зерна. Количество
распыляемого консерванта контролируется с
помощью расходомера (5) и подается насосом (6) из смесителя (7). При этом должна
постоянно поддерживаться производительность шнекового транспортера и подача консерванта из распыляющих форсунок.
Рис. Технологическая схема
консервирования зерен пшеницы
органическими веществами:
1 — влагомер; 2 — шнековый транспортер;
3 — зерноприемник; 4 — форсунка;
5 — расходомер; 6 — насос; 7 — смеситель;
8 — емкости для консервантов а и б
Основными требованиями к внесению и
смешиванию зерна с консервантом следующие:
- расчет дозы консерванта исходя из
влажности зерен;
- точная дозировка консерванта, отклонение от заданной нормы не должно превышать 1-3%;
- поток зерна в шнековом транспортере
должен быть равномерный и отклонение от
средней производительности шнека не должно превышать 5-8%;
- обеспечить равномерное распределение
консерванта по поверхности зерна.
Таким образом, изученные соединения
могут быть использованы в качестве консервантов зерен пшеницы, так как индивидуально
или в составе смеси обладают выраженным
консервирующим эффектом, который обусловлен тем, что используемые соединения
легко проникают в зерновки, угнетая дыхание
зерновок, предотвращая процессы самосогревания и разложения, а также ингибируя
активный рост и развитие микроорганизмов.
Биогенная природа консервантов позволяет
использовать их в больших количествах, без
опасения вызвать отравление животных и человека. Высокая летучесть ацетальдегида,
108
диэтилового эфира, этилацетата и этанола
позволяет легко удалять эти соединения из
продукции путем проветривания или слабого
непродолжительного нагревания зерен.
Выводы
1. Для консервирования зерен пшеницы
предложено использовать ацетальдегид, этанол, уксусную кислоту и их двух- и трехкомпонентные растворы, которые легко проникают в зерна пшеницы, обеспечивая длительное сохранение зерна пшеницы влажностью
от 13 до 31%.
2. Раствор, в составе которого ацетальдегида 65%, этанола — 30 и уксусной кислоты
5%, можно считать оптимальным, так как
использование консерванта с таким составом
компонентов позволило создать консервирующий эффект зерен с повышенной влажностью на срок более года.
3. На основании выявленных закономерностей действия ацетальдегида, этанола, уксусной кислоты и их двух- и трехкомпонентных
растворов нами предложена технологическая
схема их использования для консервирования
зерен пшеницы.
Библиографический список
1. Батыгина Т.Б. Хлебное зерно: атлас. —
Л.: Наука, 1987. — 103 с.
2. Смирнова Т.А., Кострова Е.И. Микробиология зерна и продуктов его переработки. — М.: Агропромиздат, 1989. — 159 с.
3. Мельник Б.Е., Лебедев В.Б., Винников Г.А. Технология приемки, хранения и переработки зерна. — М.: Агропромиздат,
1990. — 367 с.
4. Рогожин В.В., Рогожин Ю.В. Основные
методы консервирования продуктов и биогенных систем // Электронный журнал «Исследовано в России». 040. — С. 421-430,
2009
г.
http://zhurnal.ape.relarn.ru/
articles/2009/040.pdf.
5. Методы биохимического исследования
растений / под ред. А.И. Ермакова. — Л.:
Агропромиздат, 1987. — 430 c.
6. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высш.
шк., 1990. — 352 с.
7. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. —
М.: Мир, 1976. — 541 с.
8. Предельно допустимые концентрации
вредных веществ в воздухе и воде. — Л.: Химия, 1975. — 456 с.
9. Рогожин В.В. Физиолого-биохимические механизмы формирования гипобиотических состояний высших растений: автореф.
дис. ... докт. биол. наук. — Иркутск:
СИФИБР, 2000. — 59 с.
10. Рогожина Т.В., Рогожин В.В. Роль алкогольдегидрогеназы в механизмах покоя
зерновок пшеницы // Вестник АГАУ. —
2012. — № 3. — С. 32-36.
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
References
1. Batygina T.B. Khlebnoe zerno. Atlas.
— L.: Nauka, 1987. — 103 s.
2. Smirnova T.A., Kostrova E.I. Mikrobiologiya zerna i produktov ego pererabotki.
- M.: Agropromizdat, 1989. - 159 s.
3. Mel'nik B.E., Lebedev V.B., Vinnikov
G.A. Tekhnologiya priemki, khraneniya i pererabotki zerna. — M.: Agropromizdat,
1990. — 367 s.
4. Rogozhin V.V., Rogozhin Yu.V. Osnovnye metody konservirovaniya produktov
i biogennykh sistem // Elektronnyi zhurnal
"Issledovano v Rossii". — 2009. — 040. —
S. 421-430. http://zhurnal.ape.relarn.ru/
articles/2009/040.pdf.
5. Metody biokhimicheskogo issledovaniya rastenii / pod red. A.I. Ermakova. L.: Agropromizdat, 1987. — 430 c.
6. Lakin G.F. Biometriya. — M.: Vyssh.
shk., 1990. — 352 s.
7. Gordon A., Ford R. Sputnik khimika. M.: Mir, 1976. — 541 s.
8. Predel'no dopustimye kontsentratsii
vrednykh veshchestv v vozdukhe i vode. —
L.: Khimiya, 1975. — 456 s.
9. Rogozhin V.V. Fiziologo-biokhimicheskie mekhanizmy formirovaniya gipobioticheskikh sostoyanii vysshikh rastenii. — Avtoref. diss. … dokt. biol. nauk. — Irkutsk:
SIFIBR, 2000. — 59 s.
10. Rogozhina T.V., Rogozhin V.V. Rol'
alkogol'degidrogenazy v mekhanizmakh pokoya zernovok pshenitsy // Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — № 3. — S. 32-36.
ÔÔÔ
УДК 577.3: 51-76
О.В. Лукоянычева, С.П. Пронин
O.V. Lykoyanycheva, S.P. Pronin
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
В ЗЁРНАХ ПШЕНИЦЫ С РАЗЛИЧНОЙ ВСХОЖЕСТЬЮ
И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ
ПО ПОСТРОЕНИЮ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
STUDY OF ELECTRIC SIGNALS IN WHEAT SEEDS WITH DIFFERENT GERMINATION
ABILITY AND RECOMMENDATIONS ON EXPERT SYSTEM DEVELOPMENT
Использование биопотенциалов в зёрнах пшеницы сократит
время определения всхожести. Этапы исследования: 1 — предварительная подготовка зерна; 2 — снятие показателей биоэлектрических сигналов. Необходимо зафиксировать форму, уровни и
время изменения сигналов с помощью стеклянного электрода.
Нужно разработать рекомендации к экспертной системе для
определения всхожести пшеницы. Экспериментальная установка
разделена на 4 участка − I, II, III, IV. Было 2 серии экспериментов
с зёрнами всхожестями 91 и 99%. Определён общий вид графика
биоэлектрического потенциала. При оценке сигнала использовались следующие параметры: координаты точек At, AE,, Bt, BE.
Сравнительный анализ проводился в 2 вариантах: сравнение зёрна
разной всхожести в пределах участка, сравнение зёрна из разных
форм одинаковой всхожести. В форме I определены значения А
и В для зёрен всхожести 99%. Предполагается, что это связано с
расположением формы в установке. Для формы II определены
координаты А и В для всхожестей 99 и 91%. В форме II анализ
можно проводить только по координатам А, доверительные интервалы координат В пересекались. В форме III для анализа можно использовать координаты А, координаты точки В невозможно
определить для зёрен всхожести 99%. В форме IV для анализа
можно использовать координату точек А и В. Сравнительный
анализ зёрен одной всхожести в разных формах показывает:
графики для зёрна с всхожестью 91% имеют различие в зависимости от расположения, для зёрен всхожестью 99% не имеют.
Вид биоэлектрических сигналов аналогичен для обеих всхожестей.
Определены параметры для экспертной системы: для формы I —
значения А для всхожести 99% и вид графика для всхожести 91%;
для формы II — значения А для обеих всхожестей; для формы III —
значения А для обеих всхожестей; для формы IV — значения А и
В для обеих всхожестей.
Ключевые слова: биоэлектрический потенциал, зёрна
пшеницы, экспертная система, дистиллированная вода, экспериментальная установка, влажность воздуха, температура,
доверительные интервалы, уровень значимости, электрическое
напряжение.
The use of bioelectric potentials in wheat seeds may considerably reduce the time of germination ability definition. The research stages are as following: 1) seed preparation; 2) metering
the bioelectric signals. The shape, levels and variation time of
signals should be fixed by glass electrode. The recommendations
on the expert system for wheat seeds germination ability determination should be developed. The experimental unit was divided
into the following 4 parts: I, II, III, and IV. Two series of experiments were conducted with the germinating ability of 91% and
99%. The coordinates At, AE, Bt and BE were used to evaluate
the signal. The comparative analysis was conducted in 2 variants:
the seeds of different germination were compared in the different
units and compared in the limits of the same germination ability. It
was possible to determine the points A and B in Unit I only for
the seeds with 99% germination. It may be connected with the
place of the Unit in the experimental unit. For the Unit II the
points A and B were determined for the germination of 99% and
91%. In Unit II it was possible to use only the point A. In the Unit
III only the point A may be used as it was impossible to determine
B for the seeds with 99% germination. In the Unit IV the points A
and B can be used for the analysis. The comparative analysis of
seeds with the same germination in different units shows that the
diagrams for the seeds with 91% germination are different depending on the unit, unlike the seeds with 99% germination. The
type of bioelectric signals is the same for both germination abili-
Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 1 (111), 2014
109